Neuere Entwicklungen der relativistischen Physik
Seit Born das vorliegende Buch 1964 zum letzten Mal überarbeitete, haben die Physiker sowohl im theoretischen Verständnis der Relativitätstheorie wie auch in ihrer experimentellen Überprüfung wesentliche Fortschritte erzielt. Die wichtigsten neuen Ergebni
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Seit BORN das vorliegende Buch 1964 zum letzten Mal überarbeitete, haben die Physiker sowohl im theoretischen Verständnis der Relativitätstheorie wie auch in ihrer experimentellen Überprüfung wesentliche Fortschritte erzielt. Die wichtigsten neuen Ergebnisse wollen wir in diesem Ergänzungskapitel vorstellen: Im ersten Abschnitt geben wir einen Überblick über neuere Experimente zur speziellen und zur allgemeinen Relativitätstheorie, anschließend behandeln wir das Phänomen der Gravitationswellen und wenden uns dann den sogenannten Schwarzen Löchern zu. Danach folgt ein Überblick über die neuere Kosmologie und als letztes eine Schilderung der Bemühungen, die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantentheorie zu verbinden.
1. N euere Experimente zur speziellen und zur allgemeinen Relativitätstheorie Die Fortschritte in der experimentellen Überprüfung der speziellen wie der allgemeinen Relativitätstheorie spiegeln bis zu einem gewissen Grade die Fortschritte der Experimentalphysik insgesamt wider - etwa den Einsatz von Lasern als Lichtquellen für einfarbiges Licht (Licht mit genau bestimmter, einheitlicher Wellenlänge) und die zunehmende Genauigkeit der Meßtechniken, beispielsweise der Zeitmessung mit Hilfe hochpräziser Atomuhren. Wir können hier nur eine repräsentative Auswahl aus der Vielzahl neuerer Experimente behandeln, die direkten oder indirekten Aufschluß über die Gültigkeit von EINSTEINS Theorien geben und wollen dabei nicht chronologisch, sondern systematisch vorgehen und uns zunächst mit der speziellen Relativitätstheorie beschäftigen. Von grundlegender Bedeutung für die spezielle Relativitätstheorie ist die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen. Zu diesen Wellen gehören
M. Born. Die Relativitätstheorie Einsteins, DOI 10.1007/978-3-642-55459-9_9, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003
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Neuere Entwicklungen der relativistischen Physik
neben dem sichtbaren Licht noch eine Reihe weiterer Strahlungen, von der Radiostrahlung oder der Wärmestrahlung bis zur Röntgenstrahlung; wir werden den Begriff "Licht" im folgenden bisweilen als Sammelbegriff für all diese verschiedenen Arten elektromagnetischer Strahlung verwenden. Die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen ist Gegenstand einer Vielzahl von Experimenten, insbesondere, weil diese Wellen eine so große Rolle in der Nachrichtentechnik spielen - zu den elektromagnetischen Wellen gehören sowohl die Radiowellen, mit deren Hilfe Radio- und Fernsehprogramme übertragen werden als auch die mit Hilfe von Glasfasern übertragenen Lichtsignale, deren Bedeutung für die Datenübertragung stetig zunimmt. Alle Ergebnisse solcher Experimente sind in Übereinstimmung mit der Maxwellsehen Theorie (Kap. V), ihrer Verallgemeinerung auf Gravitationsfelder mit Hilfe des Äquivalenzprinzips 2 oder, wenn die betreffenden Experimente in den Bereich der Quantentheorie fallen, mit der Quantenversion der Maxwellsehen Theorie, der Quantenelektrodynamik (VIII, 5, S. 442ff.). Nach beiden Relativitätstheorien sowie nach der Lorentzsehen Äthertheorie hängt die Lichtgeschwindigkeit nich
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